黑龙江省规模化牧场2016—2017年全株玉米青贮质量调查评估

时间：2024-05-30

赵雪娇，刘鑫，么恩悦，郑健，张永根

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150030）

自20世纪60年代开始，青贮饲料的生产大幅增加，并成为保存青绿饲料最主要的方法。全株玉米青贮是草食动物养殖业发展不可或缺的基础饲料之一，也是最经济的饲料[1]。随着中国种植业结构调整，以粮食和经济作物为主的二元结构逐步转变为粮食、饲用及经济作物协调发展的三元结构。青贮玉米作为畜牧业主要的粗饲料来源将发挥重要作用。全株玉米青贮营养丰富、适口性好、易消化且保存期长，可提高奶牛产奶量，同时可实现一年四季均衡供应，保障奶业健康快速可持续发展[2-4]。品质评定是对青贮饲料收贮全过程质量优劣的监督，是提高青贮饲料利用效率的重要途径和方法[5]。黑龙江省是我国奶牛养殖大省，据统计黑龙江省牛奶产量约占全国牛奶总产量的15%。因此，在节本增效的大环境下，玉米青贮的生产关键节点、营养水平、发酵品质和安全性应更加受到重视。本试验通过采集黑龙江省规模化牧场在2016—2017年生产的窖贮全株玉米青贮样品，对其感官、营养价值、发酵品质和瘤胃降解特性等进行评定，在选种、种植、收割、贮藏和使用等方面进行分析，旨在全面评价黑龙江省规模化牧场青贮质量差异，掌握全株玉米青贮生产的关键控制点，为生产更加优质和合理利用全株玉米青贮提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验样品采集全株玉米青贮采集于2016—2017年黑龙江省规模化牧场，样本量分别为25、20，采集地点主要包括哈尔滨市、齐齐哈尔市、大庆市、安达市、绥化市、尚志市、黑河市、密山市等。全株玉米青贮原料利用青贮收割机（克拉斯）收割于籽粒乳熟后期至蜡熟前期，即1/3～3/4乳线阶段，其水分含量为65%～70%，切割长度为1.5 cm，利用重型铲车装窖压实。样品牧场的规模见表1。青贮样品采集参照《饲料采样》（GB/T 14699.1-2005）[6]进行，采用九点采样法在青贮窖取料切面进行收集，-20℃保存，用于各项指标测定。

1.2 感官评定及籽粒破碎度根据德国农业协会（DLG）评分法对嗅觉、结构、色泽3项指标进行评分，然后再按得分分为优良、尚好、中等、下级4个等级[7]。通过无挤压填装1 L全株玉米青贮样品，对其中50%完整度玉米粒进行计数，不超过5粒为破碎良好。

表1 取样牧场的养殖规模

1.3 常规营养价值评定青贮样品干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗灰分（Ash）等常规营养含量按照AOAC方法[8]进行分析；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量依照Van Soest分析体系中提供的方法采用纤维分析仪（美国ANKOM Fiber Analyzer）进行测定[9]；酸性洗涤不溶蛋白质（ADICP）是将测定ADF剩余样品袋剪碎，无损移入消解管底部，进行消化和凯氏定氮（操作步骤同CP的测定）。淀粉含量利用淀粉总量检测试剂盒（爱尔兰Megazyme K-TSTA）进行测定。

1.4 发酵指标测定取10 g新鲜样品，加入90 mL去离子水，充分混匀后于4℃下浸提24 h，通过4层纱布过滤，所得液体一部分采用Sartorius PB-10型酸度计（赛多利斯科学仪器北京有限公司）测定pH；另一部分用于氨态氮（NH3-N）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）和乳酸（LA）含量测定。NH3-N含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[10]，并计算氨态氮占总氮百分比（VBN/TN）；AA、PA和BA含量采用气相色谱法（岛津GC-2010）测定[11]；LA采用高效液相色谱法（Waters-600）测定[12]。同时参照青贮饲料质量评定标准对发酵品质进行综合评定，评分等级分为优、良、可、差和极差5级[13]。

1.5 瘤胃降解率测定

1.5.1 试验动物及饲养管理 3头安装永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛，体重（600±20）kg，每日饲喂2次（07:00和18:00），自由饮水。日粮为全混合日粮（TMR），配方按照奶牛饲养标准配制[14]，其组成及营养成分见表2。

表2 试验饲粮组成及营养成分（风干基础）

1.5.2 瘤胃降解率测定称取5 g粉碎经1 mm筛的全株玉米青贮风干样品，放入孔径为50 µm，长×宽为12 cm×8 cm的尼龙袋内，袋口用尼龙绳绑好。每4个袋夹在1根半软塑料管上，并用尼龙绳扎好。每头牛每个时间点设2个平行。晨饲前投入试验动物瘤胃中，体内培养30 h后取出，于自来水下细流冲洗，直至尼龙袋中流出的水清澈明亮、无味为止。65℃烘干至恒重分别测定DM、NDF含量，测定方法同常规营养指标，并计算中性洗涤纤维瘤胃降解率（NDFD）。

1.6 统计分析试验数据采用Excel软件整理，SAS 9.2统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析，平均值的多重比较采用Duncan's方法进行，P＜0.05为差异显著，变异幅度为最大值和最小值的差值，变异系数为标准误占平均值的百分比。

2 结果

2.1 全株玉米青贮感官及籽粒破碎度评定如图1所示，全株玉米青贮优良、尚好和中等占比在2016年分别为60%、32%和8%，2017年分别为70%、25%和5%，连续2年未检测到下级青贮。相比于2016年，2017年青贮质量从感官评定方面，质量有所上升。从图2可知，相比于2016年，2017年1 L样品中完整籽粒在5颗以下的样品所占比例由72%达到了80%以上。

图2 2016、2017年全株玉米青贮籽粒破碎度

2.2 全株玉米青贮常规营养价值评定如表3所示，对于DM含量，2016年黑龙江省规模化牧场最大达44.2%，最小为23.68%，平均为30.81%，而2017年DM最大为35.98%，最低为21.27%，平均含量降至28.27%，与2016年相比达到了显著水平（P＜0.05）。2016年黑龙江省规模化牧场的平均淀粉含量为21.03%，而2017年淀粉平均含量显著上升（P＜0.05），并且其变异系数小于2016年，说明2017年黑龙江省不同牧场全株玉米青贮的淀粉含量更为稳定。全株玉米青贮中NDF能够提供大量的能量以及刺激反刍[15-16]。数据显示，2016和2017年黑龙江省规模化牧场全株玉米青贮NDF含量分别为47.28%和46.61%，含量有所下降（P＞0.05），且变异幅度下降。ADF结果与NDF相近。

2.3 全株玉米青贮发酵品质评定

2.3.1 全株玉米青贮发酵指标测定 pH和LA含量可直接反映全株玉米青贮发酵的好坏程度。由表4可知，2016、2017年黑龙江省规模化牧场全株玉米青贮pH均低于4.0（P＞0.05），达到了较为优质的酸度。2016、2017年平均LA含量无显著差异（P＞0.05），但2年的变异系数均较高，离散程度大。VBN/TN越高，其蛋白分解量越高，相比于2016年，2017年黑龙江省规模化牧场全株玉米青贮的VBN/TN的平均值显著下降（P＜0.05），且有更低的离散程度。此外，2016至2017年均有部分牧场的全株玉米青贮样品检测到BA，这对青贮品质将产生较为严重的影响。

2.3.2 发酵品质的综合评定如图3显示，2016年优、良、可级全株玉米青贮占64%、28%和8%，而2017年3个等级分别占比90%、5%和5%，连续2年未出现差和极差等青贮。可见，2017年青贮发酵品质较2016年有较大提高。

2.4 全株玉米青贮瘤胃降解特性测定全株玉米青贮DM含量对NDFD有直接影响。如图4所示，随着DM增大，NDFD降低，2016年规模化牧场全株玉米青贮DM含量显著高于2017年，而2017年样品获得了更大的NDFD。

表3 全株玉米青贮的营养成分（风干基础） %

表4 2016、2017年全株玉米青贮的发酵品质

图3 2016、2017年全株玉米青贮发酵品质的综合评定

图4 全株玉米青贮30 h时的NDFD

3 讨论

3.1 全株玉米青贮感官及籽粒破碎度评定感官评定可在牧场现场进行，通过对气味、质地和色泽3方面评估，快速、便捷地对全株玉米青贮进行初步品质评定。本研究结果显示，2017年评价优级的全株玉米青贮所占比例高于2016年，分析认为2017年黑龙江省规模化牧场生产的全株玉米青贮整体品质更佳。影响籽粒破碎度的主要原因包括青贮收割机型号、切割长度的设定值以及切割机刀片的磨损程度等，籽粒破碎度直接影响奶牛对玉米籽实的消化率，好的籽粒破碎度可提高奶牛对淀粉的消化率，进而提高产奶量。本试验结果显示，2017年黑龙江省规模化牧场全株玉米青贮的籽粒破碎度较2016年更好，但仍存在20%的牧场全株玉米青贮中完整度在一半以上的玉米颗粒数超过5粒（包括5粒），因此，在制作青贮过程中，要及时更换磨损的切割机刀片，严格把控切割长度，不易过长或过短。

3.2 全株玉米青贮营养成分评定对于量化评定青贮饲料的品质以及提高青贮饲料的利用效率，理化评定极为重要。本试验从DM、CP、淀粉、NDF、ADF、ADICP和Ash共7个指标对全株玉米青贮的营养成分评定，这些指标含量除与玉米青贮品种相关，还与制作、发酵工艺密切相关。其中DM含量直接影响奶牛配方中全株玉米青贮所占比例，进而影响奶牛采食。本试验中，2016、2017年黑龙江省规模化牧场全株玉米青贮DM变异系数均偏大，且2016年青贮的平均DM含量较2017年更高，并存在部分牧场青贮DM含量偏高的现象，其原因可能是青贮玉米收获过晚，除此之外，DM与青贮玉米的切割长度、制作时的压实度相关，切割长度越短，DM含量越高，压实度越大，DM含量越高[2]。淀粉主要存在于玉米的籽实当中，牧场间全株玉米青贮的淀粉含量差距大，2016、2017年青贮淀粉含量的变异幅度分别为18.71、13.46，2017年较2016年青贮淀粉含量的变异幅度低，其原因有可能是收获期不同，随着生育期的推进玉米的淀粉含量增加，但淀粉降解率下降，因此，青贮玉米适宜的收获期在全株玉米抽丝期的第42～47天，其籽实乳熟程度能达到50%（1/2乳线期，部分籽实出现凹坑）[2]。2016、2017年黑龙江省规模化牧场的全株玉米青贮的平均CP含量相近，但2016、2017年青贮CP含量最大值分别为8.17、7.88，最小值分别为5.65、5.66，每年的最大与最小值相差较大。有研究表明，乳熟期与完熟期相比，其CP含量显著增加[17]，建议严格控制适宜的收割期，以提高全株玉米青贮的CP含量。NDF、ADF含量同样与玉米收获期直接相关，收获越晚，木质化程度越大，NDF、ADF含量越高[18]。ADICP反映了青贮在发酵过程中的产热状况，发酵温度过高时，部分蛋白质分子会附着到纤维质中，变成不可溶蛋白即中性或酸性洗涤不溶蛋白质，对于玉米青贮和谷物青贮而言，ADICP在CP中占比应小于12%，整个发酵过程的酸性洗涤不溶氮数据符合要求，表明青贮正常发酵，无长时间的高温好氧发酵，2016、2017年青贮ADICP含量的变异系数均偏大，分别为27.5、37.55，可能是发生二次发酵产生，因此，贮存和取用过程中应严格把控避免二次发酵。

3.3 全株玉米青贮发酵品质评定 pH越低，LA含量越高，表明发酵效果越好。本试验中，2016、2017年所有青贮样品的pH均低于4.0，表明青贮发酵较为充分，达到了长期保存的效果。LA含量变异系数较大、离散程度较高，其原因可能与牧场是否使用青贮添加剂、是否压实、以及是否有氧发生非乳酸型发酵有关。2016年较2017年青贮VBN/TN的变异系数大，存在蛋白分解量较高的全株玉米青贮，其原因可能是有氧发生二次发酵，因此在贮存过程中要密封严实，取用过程建议使用取料机进行取料。对于2016、2017年青贮中AA、PA、BA的变异系数均较大，尤其BA的变异系数分别达到了257.89、189.47，并且有牧场的青贮AA、PA、BA含量过高，表明在青贮制作过程中，某些牧场存在青贮制作时太干、堆置太慢或包装不充分，长时间处于有氧阶段的情况。连续2年样品中均有部分检出BA，可能是由于收割时水分含量过高或者缺乏充足的糖分导致，建议完全去除或少量使用此类青贮饲料。

3.4 全株玉米青贮瘤胃降解特性评定研究表明，当全株玉米青贮的籽粒乳熟度达到50%后，DM含量平均每天增加0.5%，这将直接影响NDF及NDFD水平[2]。当饲喂具有较高NDFD的饲料时，饲料在瘤胃中流通率增加，使奶牛DM采食量增加，并提高牛奶量。此外，对于全株玉米青贮30 h时的NDFD可作为其生物评价相关指标。本试验结果发现，随着DM的增大NDFD降低，并且在相同DM范围内2017年较2016年全株玉米青贮的NDFD高，其原因可能是因为玉米的收获期不同，收获期越晚，DM、NDF含量以及木质化程度越高，NDFD越低[18]。